Spektrum polymérnych materiálov vyrábaných vo veľkom meradle sa od deväťdesiatych rokov minulého storočia už nerozširuje. Výroba plastov sa dnes v podstate usídľuje resp. koncentruje tam, kde nájde najlepšie cenové podmienky pre základné a prídavné materiály.
Modifikácie, doplnenie aditív a funkcionalizácie surových polymérov do kompozitov šitých na mieru pre určité aplikácie alebo s istými vlastnosťami sa preto stali podstatným diferenciačným parametrom pre priemysel materiálov, ktorý výrobcom kompozitov ponúka stále nové šance.
Toto prispôsobenie išlo ruka v ruke s lokalizáciou výroby kompozitov, ktorá viac ako kedykoľvek predtým prebieha blízko pri svojich zákazníkoch, teda v najdôležitejších odberateľských krajinách.
Hlavnými úlohami aplikačnej techniky zostáva naďalej certifikácia pre kontakt s potravinami alebo pitnou vodou či ako zdravotnícke výrobky, chemická odolnosť napr. voči kozmetickým prípravkom a chemikáliám a stabilizácia proti stále vyšším prevádzkovým a špičkovým teplotám, napr. v elektronike alebo osvetlení.
Vedľa nastaviteľnej tepelnej vodivosti sa často žiada aj definovaná elektrická vodivosť, resp. elektrický odpor, presné dodržanie optických vlastností alebo možnosť označovania produktov pomocou laseru.
Podobný vývoj sa uplatňuje aj pri aplikácii kaučuku: Tvorcovia kompozitných elastomérov vynakladajú obrovské úsilie, keď ide o certifikáciu pre pitnú vodu alebo o elimináciu zápalnosti.
Použitie gumy v blízkosti spaľovacích motorov vyžaduje odolnosť voči stále vyšším teplotám, či už trvalým prevádzkovým alebo špičkovým, ako aj proti agresívnym médiám.
Nielen v elektromobiloch sú požadované obzvlášť energeticky efektívne pneumatiky so zvýšenou adhéziou aj v mokrom prostredí a so zníženým valivým odporom.
Ako flexibilný „malý“ produkt si tekuté silikónové kaučuky (LSR) dobývajú stále širšie spektrum aplikácií. Okrem technických aplikácií v optike, tesniacej alebo zdravotníckej technike dobyl tento materiál vďaka svojmu jedinečnému spektru aj oblasť výrobkov pre domácnosť a špeciálnych obalov. Nadpriemerný rast trhu dokladá rozmanitý potenciál tejto materiálovej skupiny.
Vyššia efektivita využitia zdrojov ako stála výzva
Zodpovedné nakladanie so zdrojmi obmedzeného rozsahu a ich reštriktívna spotreba sú na jednej strane širokou spoločenskou požiadavkou, na strane druhej však často tiež prevádzkovo-ekonomickou nevyhnutnosťou. K tomu patrí aj šetrné používanie konštrukčných materiálov, teda aj plastov. Konštrukcia cieľového produktu zodpovedajúca použitým materiálom a výrobným technológiám je často len prvým krokom k návrhu efektívnej výroby.
Tiež redukcia spotreby energií u plastikárskych strojov pokročila veľmi ďaleko. Napriek tomu výrobcovia veľkých spracovateľských strojov, predovšetkým vstrekovacích strojov a lisov, extruderov a vyfukovacích strojov, nachádzajú stále nové potenciály pre zníženie spotreby.
Čoraz viac sa prepracovávajú k fyzikálnym hraniciam a minimalizujú u všetkých technológií množstvo energie potrebnej na spracovanie plastov.
Viac flexibility pre vyššiu ekonomickosť
Materiálová efektivita a disponibilita zariadení sú pre hospodárnosť spracovania plastov často dôležitejšie ako o niekoľko percent menšia spotreba energií. Preto sú praktické riešenia pre redukciu prípravných časov obzvlášť žiadané: rýchloupínacie systémy, rýchlovýmenné systémy, adaptérové riešenia a systémy, ktoré automaticky identifikujú práve namontovaný nástroj.
Všetky tieto systémy dokážu zvýšiť disponibilitu strojov aj flexibilitu výroby. Toto platí napríklad rovnako pre vstrekovanie plastov i kaučuku, pretože aj výrobcovia gumárenských strojov v poslednom čase zlepšili zákazkovú flexibilitu svojho vybavenia, zvýšili stupeň automatizácie a vniesli viac transparentnosti do spracovateľských procesov.
Cieľom mnohých spracovateľov plastov je bezodpadová výroba, ktorá neplytvá cennými surovinami. K tomu prispieva mnoho systémov, napríklad u extrúzia produkcie bez odrezkov a automatická optimalizácia tolerancie hrúbky fólií, dosiek a profilov z plastov alebo gumených tesnení na najnutnejšie minimum.
K tomu pristupujú stratégie digitálnych optimalizácií cieľových produktov z výrobných hľadísk, urýchlenie nábehu výroby pomocou simulácie a eliminácia výroby chybných produktov priamo počas procesu cestou priebežnej analýzy aktuálnych prevádzkových a procesných dát.
Tam, kde možno už pri vstrekovaní počas výrobného procesu identifikovať vznik nepodarkov, nastupujú rôzne stratégie pre ich vyradenie na základe kvalitatívnych kritérií určených počas procesu alebo automaticky stanovených.
Ak sa dá úspech výroby hodnotiť až podľa hotového dielu, čoraz častejšie sa používajú optické systémy, napr. kamery. Zosieťovanie meracích a vyhodnocovacích systémov pomocou vhodných IT systémov má umožniť komplexnejšie riadenie kvality.
Nové šance vďaka digitálnej podpore výroby
Podpora výroby rozmanitými možnosťami digitalizácie, tiež označovaná ako „Priemysel 4.0“, ponúka spracovateľom plastov možnosť interpretovať dáta z vlastnej výroby na získanie užitočných informácií a konkrétnych poznatkov.
Úsilie výrobcov strojov aj softvéru ponúknuť spracovateľom plastov nové možnosti vo forme produktov a služieb je veľmi zreteľné. Riadiace moduly, aplikácie a ponuky služieb pre urýchlenie priebehu výroby, podporu obsluhy a flexibilizáciu výroby sú súčasťou ponukovej palety rovnako ako servisné produkty pre preventívnu údržbu a zabezpečenie náhradných dielov.
Prví výrobcovia strojov už využívajú dáta získané z výrobnej praxe na prispôsobenie svojich strojov a robotov skutočným požiadavkám každodennej prevádzky a pre ich konštrukciu viac orientovanú na prax.
Procesy vylepšené digitalizáciou skrývajú veľký potenciál na zvýšenie efektivity výroby: navrhovanie foriem, konštrukciu a vlastnosti materiálu tak možno spolu s možnosťami nástrojovej techniky a s poznatkami z podmienok spracovania, riadenia procesu a temperovania koordinovať lepšie a intenzívnejšie ako v nedávnej minulosti.
Zodpovedajúcim spôsobom vzrástol aj význam simulácie s intenzívnou spätnou väzbou medzi výrobou a vývojom.
Vďaka silnejšiemu prepojeniu IT s klasickou výrobnou technikou dokáže čoraz viac dodávateľov vyhovieť požiadavkám väčšej transparentnosti výroby a postupov. Za týmto účelom realizovaná štandardizácia rozhraní pre komunikáciu napr. vstrekovacích strojov a nadriadenými systémami MES či ostatnými modulmi výrobnej bunky ide síce s vývojom nových strojov dopredu, ale modernizácia už inštalovaných strojov zostane výzvou ešte po mnoho rokov.
Význam všetkých uvedených trendov, tém a problémov potvrdil aj nedávny veľtrh plastikárskeho a gumárenského priemyslu K 2019, ktorý sa konal v októbri na výstavisku v nemeckom Düsseldorfe.
MD / JF
Ďalšie články k téme:
